JPH0374436A - ポリシロキサン超薄膜 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （機側 ラング逅エア・プロジュツト（ＬＢ）法によって製膜し
て威るポリシロキサン超薄膜に関し、ｖＡ縁性や耐熱性
などの特性に優れ、膜厚がオングストローム（人）単位
で制御できる大面積で均一なポリシロキサン超薄膜薄膜
を開発することを目的とし、 式（■）： ３ （式中、Ｒ１及びＲ１はそれぞれ独立にメトキシ又はエ
トキシ基を示し、Ｒ３は炭素数６〜２４の脂肪族、脂環
族もしくは芳香族の疎水性基Ｚ又は−ＯＺを示し、Ｒ４
はＲ３がＺの場合にはビニル又はアリル基を示し、Ｒ３
が−ＯＺの場合にはメトキシ又はエトキシ基を示す）の
両親媒性シリコーン化合物をラングミュア・プロジェッ
ト法により製膜してポリシロキサン超薄膜を構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明はラングミエア・プロジェット（ＬＢ）法によっ
て製膜して成るポリシロキサン超ｒｉＩＩｌｌに関する
０本発明のポリシロキサン超薄膜は耐熱性、耐薬品性、
機械的強度及び絶縁性に優れ、超微細な素子の絶縁膜、
サブ泉クロンパターン用レジスト及びジッセフソン素子
の絶縁層などとして有用である。

〔従来の技術〕

ポリシロキサンは耐熱性、耐薬品性、機械的強度及び絶
縁性などの特性に優れた樹脂であり、ＩＣ５ＬＳＩなど
の電子部品の絶縁膜や湾クロリソグラフィー用レジスト
として用いられている。

このポリシロキサンのＬＢ膜は、前記のポリシロキサン
の優れた特性を有する超薄膜であり、超微細素子の絶縁
膜やサブミクロンパターン用レジスト、ジ茸セフソン素
子の絶縁層などへの応用が期待される。特に感光性を有
するポリシロキサンは、紫外線や電子線レジストとして
有用である。

しかしながら、このようなポリシロキサンのＬＢＨが実
用化された例はない。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記したように、ポリシロキサンＬＢ膜はその優れた特
性の故に、超微細素子の絶縁膜、サブミクロンパターン
用レジスト及びジ＝！々フソン素子の絶縁層などへの応
用が期待されているが、実際には適切な製膜分子並びに
製膜条件が確立されていなかったため実用化されていな
かった。

従って、本発明は、かかる従来技術の問題点を解決して
、絶縁性や耐熱性などの特性に優れ、膜厚がオングスト
ローム（入）単位で制御できる大面積で均一なポリシロ
キサン超薄膜薄膜を開発することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に従えば、式（Ｉ）＝ ３ （式中、Ｒ１及びＲｇはそれぞれ独立にメトキシ又はエ
トキシ基を示し、Ｒ３は炭素数６〜２４の脂肪族、脂環
族もしくは芳香族の疎水性基、好ましくは炭素数１６〜
２２の飽和脂肪族炭化水素基Ｚ又は−ＯＺを示し、Ｒ４
はＲ３が２の場合にはビニル又はアリル基を示し、Ｒ３
が−ＯＺの場合にはメトキシ又はエトキシ基を示す）の
両親媒性シリコーン化合物をラングミエア・プロジェッ
ト法により製膜してなるポリシロキサン超薄膜が提供さ
れる。

本発明によれば、前記式（１）で示される両・親媒性有
機シリコーン化合物を用いることで、ポリシロキサンＬ
Ｂ膜の作製が可能となった。

〔作用〕

本化合物（１）は常温常圧で水面上に単分子膜を形成可
能であり、ラングミエア・プロジェット（ＬＢ）法によ
り、基板上に任意の層数でポリシロキサン膜を累積させ
ることができる。また得られるＬＢ膜の膜厚は累積層数
を変化させることにより分子長単位で任意に制御可能す
ることができる。

前記式（１）において、Ｒ１及びＲｔがメトキシ又はエ
トキシ基であり、Ｒ３が炭素数６〜２４の脂肪族、脂環
族、又は芳香族の疎水性基、好ましくは炭素数１６〜２
２の飽和脂肪族炭化水素基を示し、Ｒ４はメトキシ又は
エトキシ基を示す化合物は水面上に単分子膜を形成させ
、ラングミュア・ブロジェッ）　（ＬＢ）法により、基
板上に任意の層数で累積したポリシロキサン超薄膜は感
光性を有し、光照射により架橋してレジストとして使用
することができる。

〔実施例〕

以下、実施例に従って本発明を更に詳しく説明するが、
本発明の技術的範囲をこれらの実施例に限定するもので
ないことはいうまでもない。

裏旌旌上 式（１−１） ％式％ で表わされるトリメトキシオクタデシルオキシシランの
２．８７Ｘ１０−３Ｍのクロロホルム溶液を調製し、こ
の溶液を１５°Ｃの純水を満たした水面上に静かに滴下
し、化合物（Ｉ−１）の単分子膜を水面上に形成させた
（表面圧２５　ｍ　Ｎ　／　ｍ　）　ｅこの化合物（Ｉ
−１）の単分子膜は水面上で一部のメトキシ基が加水分
解を受けると同時に化合物（１−１）間でシロキサン結
合が生成し、重合体が生成して下記式（１−２）の単分
子膜として安定化された。

ＯＣ＋＠Ｈｓｔ　　　ＯＣ＋５Ｈｓｔ　　　０ＣｔｓＨ
３ｖ（Ｉ−２） この膜を従来公知のラングミュア・プロジェット（ＬＢ
）法によりシリコンウェファ−（基板）上に１９層累積
した。累積後の膜をＩＮ−塩酸溶液に常温で２時間浸漬
して重合を完結せしめ、高重合度のポリシロキサンが生
成したことを、ＩＲスペクトルのシロキサン由来の吸収
から確認した。

次にこの試料をクロロホルム（ポリマーを溶解しない無
極性有機溶剤）に４時間浸種して、重合により脱離した
有機成分を完全に除去して、ポリシロキサンのみからな
る超薄膜を得た（ＩＲスペクトルで確認）。

得られた膜はポリシロキサンのみからなる面積４ｃｍＸ
４ｃｍの超Ｉｌｌ　（約３０人）であり、その絶縁性や
耐熱性は極めて良好であった。また基板との間でも第１
図に示すように酸素を介して強固な結合が形成されるた
め、基板との密着性も極めて良好であった。

裏旌斑主 式（Ｉ−３） ｃ＋５）ｌｓ’ｒ で表わされるジメトキシオクタデシルビニルシランの２
．８７　ｘ　１０−　’　Ｍのクロロホルム溶液を調製
し、この溶液を１５℃の純水を満たした水面上に静かに
清下し、化合物（１−３）の単分子膜を水面上に形成さ
せた（表面圧２５　ｍ　Ｎ　／　ｍ　）　＊この化合物
（１−３）の単分子膜は水面上で一部のメトキシ基が加
水分解を受けると同時に化合物（１−３）間でシロキサ
ン結合が生成し、重合体が生成して下記式（１−４）の
単分子膜として安定化、された。

ＣＩＩＨ３？ 二の膜を従来公知のラングミュア・プロジェット（ＬＢ
）法によりシリコンウェファ−（基板）上に１９層累積
した。累積後の膜をＩＮ−塩酸溶液に常温で２時間浸漬
して重合を完結せしめ、高重合度のポリシロキサンが生
成したことをＩＲスペクトルのシロキサン由来の吸収か
らｉ！認し、得られた膜は実施例１の場合と同様基板上
に第１図のようにして結合した絶縁性、耐熱性及び密着
性の優れたものであった。

次に、上で得られた膜に、マスクを介して２２０ｎｓの
紫外線照射を行った。光架橋により、露光された部分の
側鎖ビニル基同士が結合して架橋が進行した。露光後、
ポリシロキサンのＬＢ薄膜をメチルイソブチルケトンで
現像したところ、未露光部分のみが溶解し、マスクのパ
ターンが生成した。

この膜は膜厚が分子長レベルで制御された厚さ５００人
弱の均一な膜であるため、解像性は極めて良好で、０．
４μｍの描画が可能であった。

〔発明の効果〕

本発明によれば絶縁性や耐熱性に優れ、膜厚がオングス
トローム（人）オーダーで制御された大面積で均一なポ
リシロキサン超薄膜を高真空や高温加熱を必要としない
製膜条件で作製可能であり、電子材料用絶縁樹脂として
幅広く利用可能である。

更に、−紋穴（Ｉ）においてＲ４がビニル基又はアリル
基の場合には、絶縁性や耐熱性に優れ、膜厚がオングス
トローム（人）オーダーで制御された大面積で均一な感
光性ポリシロキサン超薄膜を容易に作製することができ
、更に超微細パターン用レジストとして幅広く利用する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例１で得られたポリシロキサン超薄膜の基
板上への結合様式を模式的に表した図面である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. １．式（Ｉ）： ▲数式、化学式、表等があります▼ （式中、Ｒ＾１及びＲ＾２はそれぞれ独立にメトキシ又
   はエトキシ基を示し、Ｒ＾３は炭素数６〜２４の脂肪族
   、脂環族もしくは芳香族の疎水性基Ｚ又は−ＯＺを示し
   、Ｒ＾４はＲ＾３がＺの場合にはビニル又はアリル基を
   示し、Ｒ＾３が−ＯＺの場合にはメトキシ又はエトキシ
   基を示す）の両親媒性シリコーン化合物ラングミュア・
   プロジェット法により製膜してなるポリシロキサン超薄
   膜。
2. ２．前記式（Ｉ）において、Ｒ＾１及びＲ＾２はそれぞ
   れ独立にメトキシ又はエトキシ基を示し、Ｒ＾３は−Ｏ
   Ｚを示し、Ｒ４はメトキシ又はエトキシ基である請求項
   １記載のポリシロキサン超薄膜。
3. ３．前記式（Ｉ）において、Ｒ＾１及びＲ＾２はそれぞ
   れ独立にメトキシ又はエトキシ基を示し、Ｒ＾３はＺを
   示し、Ｒ＾４はビニル又はアリル基である請求項１記載
   のポリシロキサン超薄膜。